JP3488115B2 - 接触子の製造方法 - Google Patents

接触子の製造方法

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悦四 鈴木
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04Wound springs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/12Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/24Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバネ要素としてコイ
ルバネを用いた接触子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ICや配線基板の表面に電極パッドや多
数の導電ボールの如き外部接点を有する電子部品におい
ては、外部接点に対し垂直方向において伸縮弾性を有す
る接触子を用い、該接触子を垂直な加圧力を以って上記
外部接点に加圧接触させる方法が多く採られおり、この
垂直方向の伸縮弾性を与えるバネ要素としてコイルバネ
が用いられている。
【0003】例えば、特開平3−1277895号の第
4図に示すように、スリーブを絶縁板の貫通孔内に圧入
し、このスリーブに上部接点部材と下部接点部材を上下
動可に設け、上下接点部材間をスリーブ内に設けたコイ
ルバネにより弾持し、この多点両面接続板を、例えば配
線基板と電子部品間に介在し、上下接点部材を互いに反
対方向から押圧することにより上記コイルバネを圧縮
し、その反力として生ずる弾発力により電子部品の外部
接点と配線基板の電極パッドとの接触力を得ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然しながら上記従来例
は、接触子がスリーブと上下接点部材とコイルバネの4
部品からなる上、組立手間を要しコスト高となるばかり
か、絶縁板へのスリーブ圧入時における孔壁の割れ、圧
入不良等の問題を生ずる。殊に接触子の全体の外径が大
きく、微小ピッチ化が困難なる問題を有している。
【0005】又各部品は互いに独立し、各部品間は単な
る接触にて導通しているため、接触子としての他の電子
部品との接触の信頼性が損なわれる問題点を有してい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はバネ要素とし
て、コイルバネを用いつつ、上記問題点を適切に解決す
ることができる接触子の製造方法を提供するものであ
る。
【0007】要述すると、この接触子の製造方法は転写
板の表面に形成した接点部材成形用凹所及びその開口面
の周縁部に導電金属をメッキにより層着して接点部材を
成形し、次に上記接点部材の外表面に低融点金属を重ね
付けし、次にコイルバネ位置決め孔を持つ位置合せ板を
上記転写板に重ね合せ、上記位置決め孔内にコイルバネ
を挿入して同コイルバネの端部巻線の端面を上記低融点
金属に押しつけつつ加熱して接点部材を低融点金属を介
して同端部巻線に溶接し取り付け、次に上記低融点金属
の硬化後転写板から接点部材を含めた接触子を剥離する
方法を採る。
【0008】又は上記低融点金属に代え、導電性接着材
を上記接点部材の外表面に重ね付けして、上記位置合せ
板の上記位置決め孔内に挿入したコイルバネの端部巻線
の端面を上記導電性接着材に押しつけ、導電性接着材の
硬化により接点部材を導電性接着材を介して同端部巻線
に取り付け、上記と同様、導電性接着材の硬化後転写板
から接点部材を含めた接触子を剥離する接触子の製造方
法を採る。
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態例を図1
乃至図8に基づいて説明する。
【0014】図2,図3に示すように、絶縁板1の対向
する一方の表面と他方の表面とに開口し厚み方向に貫通
する多数の貫通孔2を設け、該各貫通孔2内にコイルバ
ネ3を保有せしめる。
【0015】本願発明においてコイルバネ3とは二巻以
上の巻き数を持つ。ICウエハ検査用の接触子として、
上記コイルバネ3は軸線方向の高さが約0.5〜3m
m、外径が約0.1〜1mm程度の微細なものである。
【0016】上記コイルバネ3は貫通孔2内に若干の間
隙を存して、即ち貫通孔2の内径がコイルバネ3の外径
より僅かに大径となるように設定してコイルバネ3の外
周面と貫通孔2の内周面との間に若干の間隙を存して遊
挿し、貫通孔2の軸線方向に自由に移動可に同貫通孔2
内に保有せしめる。
【0017】又はコイルバネ3の外周面を貫通孔2の内
周面に摩擦係合して移動抑止するように同貫通孔2内に
保有せしめる。
【0018】図1に示すように、上記コイルバネ3の一
端巻線4と他端巻線5とには、又は一方の巻き線には、
各巻線4,5の開口面6を覆う接点部材7が溶接にて取
り付けられており、該各接点部材7を上記貫通孔2の両
端開口面8より外方へ突出させ、多点両面接続板を構成
している。
【0019】上記多点両面接続板は、コイルバネ3の少
なくとも一端巻線4に該端部巻線の開口面6を覆う接点
部材7が溶接にて取り付けられた接触子を用いている。
【0020】又は上記溶接付けに換え、コイルバネ3の
少なくとも一端巻線4に該端部巻線の開口面を覆う接点
部材7を導電性接着材9にて取り付ける。
【0021】同様に、絶縁板1に厚み方向に貫通する多
数の貫通孔2を設け、該各貫通孔2内にコイルバネ3を
保有し、該コイルバネ3の端部に該端部巻線の開口面8
を覆う接点部材7を導電性接着材9にて取り付け、該接
点部材7を上記貫通孔2の両端開口面より外方へ突出せ
しめる。
【0022】上記コイルバネ3と接点部材7とは溶接又
は導電性接着材9により結合された実質単部品構造であ
る。
【0023】上記溶接手段として、接点部材7は低融点
金属9を介して上記コイルバネ3の一端巻線4又は/及
び他端巻線5とに溶接して取り付ける。9は導電性接着
材と低融点金属を示す符号として兼用している。
【0024】上記溶接手段の他例として、上記接点部材
7を該接点部材7の母材を溶融して一端巻線4又は/及
び他端巻線5とに溶接して取り付ける。
【0025】適例として図4に示すように、上記低融点
金属9及び接点部材7の母材による溶接時に同溶融金属
を上記一端巻線4と他端巻線5の内腔部10に内込め
し、好ましくは同時に次に連設する巻線間11に介入
し、端部巻線内周面12と上記巻線間11の巻線間周面
13とに強固に結合する。所謂接点部材7をコイルバネ
3の両端にアンカー結合する。
【0026】従って適例として図4に示すように、上記
導電性接着材9を上記一端巻線4又は/及び他端巻線5
の内腔部10に内込めし、好ましくは同時に次に連設す
る巻線間11に介入し、端部巻線内周面12と上記巻線
間11を形成する巻線間周面13とに強固に結合する。
所謂接点部材7をコイルバネ3の両端にアンカー結合す
る。
【0027】上記コイルバネ3は中央部において大径
で、両端に向け漸次小径となる構造とする。即ち紡錘形
にし、加圧接触時の圧縮性を良好にする。即ち小径端が
貫通孔2内面に摩擦係合して圧縮性を阻害するのを防止
し、又両端に弾力を集中する。この小径端に上記接点部
材7を溶接にて又は導電性接着材9にて取り付ける。そ
して中央大径部を貫通孔2の内周面中央部に摩擦係合し
て貫通孔2内に保持させる例を含む。
【0028】上記接点部材7の形状例は図6に示されて
いる。上記一方の接点部材7は図6G,Hに示すよう
に、カップ形又は二股形にし、図8に示すように、IC
14の導電ボール等の如き突出した外部接点15に対し
これを抱接する構造にする。
【0029】図6A,Bに示すように、接点部材7を円
盤形にし、その外端面の平面にてIC14の外部接点1
5又は配線基板16の電極パッド20と加圧接触せしめ
る構造にする。
【0030】又は図6C,Dに示すように、接点部材7
を円盤形にし、その外端面中央部に三角錐形等の凹所を
形成し、該凹所内にIC14の外部接点15を受け入
れ、抱接する構造にする。
【0031】又は図6E,Fに示すように、接点部材7
の先端部を尖った形状にし、IC14の外部接点15又
は配線基板16の電極パッド20とに集中して加圧接触
するようにする。
【0032】図7に基づき、上記コイルバネ3に接点部
材7を一体に溶接付けする方法、又は導電性接着材9に
て接着する方法につき説明する。
【0033】図7Aに示すように、ステンレス板等から
なる転写板17の表面に接点部材成形用の凹所18を多
数形成したものを準備する。
【0034】この転写板17の凹所18を除いた表面に
レジスト層19を層着し、凹所18及びその開口面の周
縁部に導電金属をメッキ等にて層着し、接点部材7を成
形する。この接点部材7は凹所18内を満たし凹所内周
面に密着し、凹所18の開口面の周縁部(転写板表面)
に密着する。
【0035】次いで図7Bに示すように、上記接点部材
7の外表面に半田ペーストの如き低融点金属9又は導電
性接着材9を印刷等にて重ね付けする。
【0036】次に図7Cに示すように、上記接点部材7
と同じ位置にコイルバネ位置決め孔22を持つ位置合せ
板21を上記転写板17に重ね合せ、上記位置決め孔2
2内にコイルバネ3を挿入した後、コイルバネ3の端
面、即ちコイルバネ3の端部巻線4,5の端面を上記低
融点金属9に押しつけつつ加熱して低融点金属9を溶融
又は軟化させ、接点部材7を低融点金属9を介して端部
巻線4,5の開口面6を覆うように、同端部巻線4,5
に溶接し取り付ける。
【0037】又は図7Cに示すように、上記接点部材7
と同じ位置にコイルバネ位置決め孔22を持つ位置合せ
板21を上記転写板17に重ね合せ、上記位置決め孔2
2内にコイルバネ3を挿入した後、コイルバネ3の端
面、即ちコイルバネ3の端部巻線4,5の端面を上記導
電性接着材9に押しつけ、導電性接着材9の硬化により
接点部材7を導電性接着材9を介して端部巻線4,5の
開口面6を覆うように、同端部巻線4,5に取り付け
る。
【0038】これによって溶接金属又は導電性接着材9
が端部巻線内腔部に入れ込まれた結合構造又は同時に巻
線間11に介入した図4に示す結合構造を得る。
【0039】然る後、上記低融点金属9又は導電性接着
材9の硬化後転写板17から接点部材7を含めた接触子
を剥離する。
【0040】本製造法で転写板17上の所定位置に接点
部材7を剥離可能な状態でメッキ成形することで、微小
な接点部材7を一定位置と一定形状と一定姿勢で成形
し、コイルバネ3に保持させることができる。上記位置
合せ板21は微小なコイルバネ3と接点部材7との位置
合せを容易にしている。
【0041】上記溶接時の溶融金属又は導電性接着材9
が上記一端巻線4と他端巻線5の内腔部10に内込めさ
れ又は/及び巻線間に介入された結合構造とすることに
よってコイルバネ3と接点部材7とは機械的に強固にア
ンカー結合され、且つ電気信号的に高信頼に結合され、
単部品化される。上記接触子を絶縁板1の各貫通孔2内
に保有せしめ、多点両面接続板を形成する。
【0042】上記多点両面接続板は例えば図3に示すよ
うに、配線基板16と電子部品、例えばIC14との間
に介在され、コイルバネ3を垂直方向に圧縮することに
よって一方の接点部材7が配線基板16の電極パッド2
0に加圧接触され、他方の接点部材7がIC等の電子部
品14の外部接点15に加圧接触される。
【0043】又他例として図5に示すように、多点両面
接続板が保有する接触子のコイルバネ3の一端に溶接付
けした接点部材7を配線基板16の電極パッド20に融
着して固定的に接続すると共に、他方の接点部材7をI
C14等の電子部品の外部接点15との加圧接触に供す
る。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、コイルバネをバネ要素
として使用した接触子の外径をできるだけ小径にして狭
ピッチ配置にすることができ、接続対象部品の電極パッ
ドや外部接点の狭ピッチ化に有効に対応できる。
【0045】又コイルバネと接点部材とを溶接付け又は
導電性接着材にて接着付けして実質的に単部品にでき、
構造の簡素化とコストダウンを図ることができる。
【0046】加えて、接点部材とコイルバネの単なる接
触構造を配し、溶接付け又は導電性接着材を介しての接
着付けにて高信頼の接続並びに信号伝達を可能にする。
【0047】又接点部材をコイルバネの端部巻線の内腔
部にアンカー結合することにより、微細な接触子におけ
る結合を強化し接続の信頼性を向上できる。
【0048】又上記接点部材を転写板上でメッキ成形す
ることにより、位置と形状と姿勢を一定にし、且つ微細
化に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aはコイルバネと接点部材の溶接付け前又は導
電性接着材を介しての接着付け前の状態を示す側面図、
Bは同溶接付け後又は接着付け後の接触子の側面図。
【図2】上記接触子を多点配置にした多点両面接続板の
要部断面図。
【図3】図2の多点両面接続板を使用してICと配線基
板間の接続を図った場合の要部断面図。
【図4】接点部材とコイルバネのアンカー結合構造を示
す要部断面図。
【図5】上記多点両面接続板が保有する接触子の一端接
点部材を配線基板に融着した場合を例示する要部断面
図。
【図6】A,C,E,Gは上記接点部材の形状例を表す
側面図、B,D,F,Hは上記各例の平面図。
【図7】A,B,Cは上記コイルバネに接点部材を溶接
付けする方法、又は同接点部材を導電性接着材を介して
接着付けする方法の一例を工程順に示す要部断面図。
【図8】上記多点両面接続板が保有する接触子の一端接
点部材でIC等の電子部品の外部接点を抱接した場合を
例示する要部断面図。
【符号の説明】
1 絶縁板 2 貫通孔 3 コイルバネ 4,5 端部巻線 6 端部巻線の開口面 7 接点部材 8 貫通孔の端部開口面 9 低融点金属,導電性接着材 10 端部巻線の内腔部 11 巻線間 12 巻線内周面 13 巻線間周面 14 IC 15 同外部接点 16 配線基板 17 転写板 18 接点部材成形用凹所 19 レジスト層 20 電極パッド 21 位置合せ板 22 位置決め孔
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−201725(JP,A) 特開 平7−50113(JP,A) 特開 平11−149969(JP,A) 実開 昭63−172641(JP,U) 実開 昭60−39973(JP,U) 実開 昭54−22149(JP,U) 実開 昭60−154868(JP,U) 実開 平6−62474(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01H 1/06 H01H 11/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】転写板の表面に接点部材成形用の凹所を多
    数形成したものを準備する;次に上記転写板の凹所を除
    いた表面にレジスト層を層着すると共に、凹所及びその
    開口面の周縁部に導電金属をメッキにより層着して接点
    部材を成形する;次に上記接点部材の外表面に低融点金
    属を重ね付けする;次に上記接点部材と同じ位置にコイ
    ルバネ位置決め孔を持つ位置合せ板を上記転写板に重ね
    合せ、上記位置決め孔内にコイルバネを挿入した後、コ
    イルバネの端部巻線の端面を上記低融点金属に押しつけ
    つつ加熱して低融点金属を溶融又は軟化させ、接点部材
    を低融点金属を介して同端部巻線に溶接し取り付ける;
    次に上記低融点金属の硬化後、転写板から接点部材を含
    めた接触子を剥離する;接触子の製造方法。
  2. 【請求項2】転写板の表面に接点部材成形用の凹所を多
    数形成したものを準備する;次に上記転写板の凹所を除
    いた表面にレジスト層を層着すると共に、凹所及びその
    開口面の周縁部に導電金属をメッキにより層着して接点
    部材を成形する;次に上記接点部材の外表面に導電性接
    着材を重ね付けする;次に上記接点部材と同じ位置にコ
    イルバネ位置決め孔を持つ位置合せ板を上記転写板に重
    ね合せ、上記位置決め孔内にコイルバネを挿入した後、
    コイルバネの端部巻線の端面を上記導電性接着材に押し
    つけ、導電性接着材の硬化により接点部材を導電性接着
    材を介して同端部巻線に取り付ける;次に導電性接着材
    の硬化後、転写板から接点部材を含めた接触子を剥離す
    る;接触子の製造方法。
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